Pozadie vývoja produktu
Veľké vodné plochy po celom svete – oceány aj jazerá – čelia rôznym stupňom znečistenia. To je predovšetkým spôsobené tým, že ľudia preceňovali schopnosť týchto rozsiahlych vodných systémov samoregulovať sa a čistiť, čo viedlo k nelegálnym vypúšťaniam pod vplyvom falošného pocitu bezpečia. V posledných rokoch sa typické krízy znečistenia vôd vyskytli často na každom hlavnom kontinente.
Austrália – Veľký bariérový útes: Environmentálne prieskumy z roku 2025 odhalili vážnu eutrofizáciu. Úrovne živín, ako sú dusík a fosfor, dosiahli kritické hodnoty, čo spôsobilo opakujúce sa udalosti bielenia korálov a výskyty morských hviezd. Korálové komunity na dne mora utrpeli rozsiahle škody.
Nigéria – delta rieky Niger: Znečistenie ropy a ťažkými kovmi viedlo k masovému odumieraniu mangrovových lesov. Národný rybársky priemysel takmer zanikol a miera výskytu rakoviny medzi miestnym obyvateľstvom sa výrazne zvýšila.
Európa – Baltské more: Znečistenie dusíkom a fosforom spúšťa takmer každoročne masívne kvetenie rias, čo vážne ovplyvňuje rybársky priemysel. Prítok odpadových vôd z okolitých miest však stále nie je regulovaný.
V Číne sa v hlavných vodných plochách, ako sú jazero Dianchi, jazero Tai a jazero Hong, všetky vyskytli kvetenia rias spôsobené eutrofizáciou. Južné Čínske more aj Východné Čínske more tiež utrpeli vážne znečistenie spôsobené vypúšťaním odpadových vôd a únikmi ropy, čo viedlo k nevyčísliteľným ekonomickým stratám v rybárskom priemysle, ekosystémoch a turizme.
V reakcii na rastúcu potrebu monitorovania rozsiahlych vodných plôšť vyvinula spoločnosť JIDE viacparametrický online senzorový systém, ktorý je špeciálne navrhnutý pre oceány a jazerá. Vzhľadom na súčasné technologické obmedzenia sa parametre, ako je celkový fosfor a celkový dusík, stále ťažko merajú priamo pomocou senzorov. Preto sa tento systém na otvorených oceánoch a v strede veľkých jazier nasadzuje na veľkých plovákových staniciach.
Môže merať kľúčové parametre vrátane:
• Teplota
• pH
• ORP (oxidovací – redukčný potenciál)
• Vodivosť/TDS
• Rozpustený kyslík
• Zakalenosť/SS
• Chlórofil
• Modro-zelené riasy
• Drasíkový ión (K⁺)
• Amóniový ión (NH₄⁺)
• Dusičnanový ión (NO₃⁻)
• Chloridový ión (Cl⁻)
• Fluoridový ión (F⁻)
Tieto merania poskytujú monitorovanie v reálnom čase a možnosť včasného varovania pred nadmernými úrovňami živín, eutrofizáciou, rastom rias a poklesom hladín kyslíka.
JDMPA - 6S – Najvyššia konfigurácia
Model JDMPA - 6S je najvyššou konfiguráciou v sérii. Hlavná jednotka môže pojať až sedem senzorov. Senzory fungujú na elektrochemickom, optickom a fyzikálnom princípe detekcie na meranie príslušných parametrov.
Všetky senzorové prípojky na hlavnom zariadení používajú univerzálny rozhranový konektor. Senzory je možné nainštalovať do ľubovoľnej prípojky a hlavné zariadenie automaticky rozpozná typ senzora. Hlavné zariadenie JDMPA-6S dokáže čítať údaje zo senzorov, konfigurovať parametre senzorov a vykonávať kalibračné operácie. V závislosti od nastavení používateľa môže ukladať údaje lokálne, prenášať ich na platformu na získavanie údajov alebo posielať priamo do počítača alebo mobilného telefónu. Komunikácia s údajmi je podporovaná prostredníctvom káblovej i bezdrôtovej komunikácie cez Bluetooth.
Meracie princípy jednotlivých parametrov
1. Hĺbka
JIDE používa tlakový senzor – piezorezistívny snímací prvok izolovaný vlnitou korozívne odolnou oceľovou membránou – na meranie hĺbky vody. Jedna strana senzora je obrátená k vode, zatiaľ čo druhá strana je vystavená vákmu na meranie tlaku. Hĺbka sa vypočíta odčítaním atmosférického tlaku od tlaku vody.
Faktory ovplyvňujúce meranie hĺbky zahŕňajú atmosférický tlak, hustotu vody a teplotu. Vykonanie kalibrácie „nula“ vo vzduchu poskytuje referenčnú hodnotu vo vzťahu k lokálnemu atmosférickému tlaku.
2. Vodivosť
JIDE používa štyri grafitové elektrody na meranie vodivosti roztoku. Dve elektrody merajú prúd a ostatné dve elektrody merajú napätie; vodivosť sa vypočíta z týchto meraní. Výsledná hodnota vodivosti sa vynásobí konštantou bunky (v 1/cm), čím sa prevedie na vodivosť v milisiemensoch na centimeter (mS/cm).
Každý senzor obsahuje vnútorný teplomer. Avšak hodnota teploty nameraná týmto senzorom sa neprehľadáva ani nezobrazuje; slúži výhradne na kompenzáciu senzora. Kalibrácia teplotných hodnôt sa vzťahuje na teplomer umiestnený na vodivostnom sonde.
3. Rozpustený kyslík
Optický senzor rozptleného kyslíka od JIDE je založený na princípe fluorescenčného potlačenia. Modré svetlo určitej vlnovej dĺžky sa smeruje na fluorescenčný materiál upevnený na sklenenej podložke, čím sa spôsobí vyžarovanie fluorescence. V prítomnosti kyslíka je doba trvania fluorescence najdlhšia. Keď je kyslík prítomný na membráne senzora, doba trvania fluorescence sa skracuje.
Na zabezpečenie presnosti a stability sa počas každého meracieho cyklu emituje červené svetlo smerom k fluorescenčnému materiálu ako referenčný signál na určenie doby trvania fluorescence.
Koncentrácia kyslíka je nepriamo úmerná dobe trvania fluorescence. Tento vzťah možno kvantitatívne popísať Sternovou – Volmerovou rovnicou:
((T₀/T) – 1) v závislosti od parciálneho tlaku O₂.
Toto nie je striktne lineárny vzťah (najmä pri vyšších tlakoch kyslíka); príslušné údaje vyžadujú polynomickú nelineárnu regresnú analýzu. Táto nelineárna charakteristika sa v čase nezmení významne a po dlhú dobu nebude ovplyvňovať presnosť merania.
4. pH / ORP / AMMO (amónium) – voliteľné
Systém pozostáva z pH elektrody a modulu predového obvodu na meranie kyslosti/alkalinity vody alebo z ORP elektrody a modulu predového obvodu na meranie oxidačno-redukčného potenciálu. ORP je nechemické meranie, ktoré predstavuje kombinovaný potenciál všetkých rozpustených látok v prostredí.
Alternatívne je možné vybrať senzor amónia (NH₄⁺). Pozostáva z amóniovej elektrody a modulu predového obvodu. Keď sa amóniová elektroda používa spoločne s referenčnou elektrodou, meria napätie v milivoltoch, ktoré sa následne pomocou špecifického výpočtového postupu prevedie na hodnotu koncentrácie iónov.
Na uľahčenie údržby má senzor jedinečný dizajn, ktorý umožňuje výmenu elektrody alebo membránovej kryšky priamo na mieste. Spojka je umiestnená medzi horným obvodovým modulom a elektrodou. Na výmenu elektrody stačí jednoducho odskrutkovať starú elektrodu a nainštalovať novú – žiadne ďalšie kroky nie sú potrebné.
5. Mútnosť
Mútnosť je nepriame meranie koncentrácie suspendovaných látok vo vode. Senzor mútnosti vyžaruje infračervené svetlo do vzorky a meria svetlo rozptýlené časticami vo vode. Mútnosť je dôležitým ukazovateľom kvality vody aj základným parametrom na posudzovanie environmentálnych zmien. Suspendované látky v prírodných vodných plochách pochádzajú z širokého spektra neistých zdrojov (napr. íl, ílovité usadeniny, sediment, riasy a organická hmota), avšak všetky častice ovplyvňujú prenos svetla a generujú signál mútnosti.
6. Celkový počet rias
Celkový senzor na výskum rias využíva dvojvlnovú excitáciu na súčasné meranie koncentrácie chlorofylu a modro-zelených rias.
• Molekuly chlorofylu fluoreskujú pri vystavení modrému svetlu; intenzita fluorescence sa používa na výpočet koncentrácie chlorofylu.
• Fykocyanín (farbivo v modro-zelených riasach) fluoreskuje pri vystavení oranžovému svetlu; intenzita fluorescence sa používa na výpočet koncentrácie modro-zelených rias.
Použitie v teréne
Online analyzátory série JDMPA od spoločnosti JIDE sa dnes široko používajú v oceánoch a veľkých jazerách po celom Čínskom území. Inžinieri ocenia pevný a trvanlivý kôrpus, otvorený komunikačný protokol MODBUS, ktorý umožňuje jednoduché pripojenie do siete, a modulárny dizajn, ktorý je ľahko údržbovo prístupný a vymeniteľný. Tieto vlastnosti urobili sériu JDMPA obľúbenou voľbou odborníkov v danej oblasti.
EN
